Vers l’hélium et au-delà
HGST, une filiale de WD, a été la première à faire la percée du disque dur à l’hélium lorsqu’elle a commencé à expédier ses disques Ultrastar He6 de 6 To à certains partenaires en 2013. Les disques durs à l’hélium ont d’abord demandé une prime de prix significative, mais la technologie a rapidement été largement acceptée, réduisant ainsi Coût. HGST a apporté une cadence constante d’améliorations à sa plate-forme au fur et à mesure qu’elle avançait avec ses disques Ultrastar He8 de 8 To, qui ont dominé notre classement des meilleurs disques durs d’entreprise pendant plus d’un an, et maintenant ses disques durs He10 Ultrastar 10 To cherchent à étendre la séquence de victoires.
Seagate est peut-être en retard sur la scène de l’hélium, mais son entrée est une conception prometteuse de 10 To que la société apporte rapidement au marché des ordinateurs de bureau.
L’agence de réglementation chinoise MOFCOM a retardé l’intégration complète de WD et HGST pendant plusieurs années, de sorte que WD a été en marge du développement de l’hélium tandis que sa propre filiale dirigeait le marché. L’agence a récemment assoupli les restrictions et autorise WD à utiliser la technologie de HGST dans ses produits, et WD a sommairement lancé son produit inaugural à l’hélium. Le WD Gold de 8 To exploite le meilleur de la technologie à l’hélium de HGST, mais n’est clairement qu’une étape intermédiaire alors que WD accélère ses lignes de production d’hélium ; en fait, la société a récemment annoncé une série de 10 To.
Les disques durs Seagate et WD/HGST de notre pool de test utilisent des implémentations de mise en cache révolutionnaires qui offrent une incroyable amélioration des performances organiques pour les données aléatoires, mais les entreprises empruntent des chemins divergents pour fournir des résultats quelque peu similaires.
HGST Ultrastar He10
Capacité d’entreprise Seagate 10 To
WD Gold 8 To
Les SSD sont chauds, mais toujours coûteux
Le défi de stocker des quantités toujours croissantes de données s’étend des applications d’entreprise traditionnelles sur site aux centres de données hyperscale qui alimentent le cloud. L’afflux de données ne s’arrête jamais, mais le montant d’argent dédié à la solution reste stable. En d’autres termes, nous devons trouver des moyens de stocker plus de données avec le même montant d’argent, et la meilleure façon d’y parvenir est d’augmenter la densité, ce qui réduit les coûts sous plusieurs angles.
Les disques durs ont été l’épine dorsale du centre de données pendant des décennies, mais de nouveaux challengers alimentés par flash incitent les grands fournisseurs à se tourner vers leurs disques durs haute capacité pour survivre. Les SSD battent facilement les disques durs dans de nombreux paramètres clés, tels que les performances, la consommation d’énergie et la densité, ce qui leur a permis de supplanter les disques durs pour de nombreuses tâches axées sur les performances. Heureusement pour les fournisseurs de disques durs, les SSD ne peuvent pas rivaliser sur les coûts ; les prix les plus bas vont de 0,25 $ à 0,30 $ par Go pour les solutions client, et l’industrie est actuellement en proie à une pénurie de NAND qui pourrait entraîner une augmentation des prix. Les SSD restent 5x plus chers pour les modèles les plus basiques, ce qui est intenable pour les applications de stockage en masse.
Les fournisseurs de disques durs bénéficient d’une avance confortable sur le prix par Go, mais le flash devient de plus en plus compétitif au fur et à mesure que la technologie mûrit. Les fournisseurs de disques durs ont recherché plusieurs nouvelles méthodes d’enregistrement pour augmenter la densité et réduire les coûts, mais seules quelques-unes des techniques se sont avérées suffisamment rentables pour la production de masse. Malheureusement, au moins une approche ne réussit pas aussi bien que les vendeurs le souhaiteraient.
Le paysage de l’enregistrement
La solution à court terme la plus prometteuse semblait être les disques durs SMR (Shingled Magnetic Recording), une technologie qui augmente la densité en superposant les pistes d’enregistrement. Cette méthode offre un prix inédit inférieur à 0,03 $/Go, mais elle s’accompagne d’effets secondaires réduisant les performances et nécessite des architectures informatiques spécialisées pour être pleinement exploitée. Nous avons vu quelques produits SMR s’étendre sur le marché grand public, mais l’industrie au sens large ne semble pas adopter le SMR. Tout comme les SSHD, l’adoption du SMR a été réduite.
L’enregistrement magnétique perpendiculaire (PMR) actuel approche rapidement de ses limites à environ 1,25 Tb/in2, mais il existe d’autres techniques prometteuses à long terme. Enregistrement magnétique assisté par la chaleur (HAMR), qui utilise un laser d’environ 50 nm pour augmenter la densité d’enregistrement jusqu’à 5 Tb/in2, et enregistrement magnétique à points chauffés (HDMR), qui utilise une combinaison de nanolithographie à motifs binaires et de lasers pour augmenter la densité d’enregistrement à 10 To/in2.
L’avenir du laser est encourageant, mais pour l’instant, il reste dans le futur. L’industrie a besoin de solutions à court terme pour combler l’écart, et les fournisseurs de disques durs ont commencé à expérimenter l’hélium il y a plusieurs décennies. Malheureusement, l’hélium présentait des défis industriels et économiques qui limitaient sa faisabilité, sans parler de son inquiétante capacité à échapper au confinement.
L’hélium fait son entrée
Remplir un disque dur avec de l’hélium au lieu d’air est attrayant car il a 1/7ème de la densité de l’air. La résistance réduite réduit la quantité de turbulence de l’air, réduisant ainsi le flottement de la tête et les vibrations. L’environnement interne plus stable permet aux fournisseurs de disques durs d’utiliser des plateaux plus fins et plus légers, ce qui leur permet d’ajouter plus de plateaux pour augmenter la densité. La traînée et le poids réduits diminuent également la quantité d’effort que le moteur dépense pour faire tourner les plateaux, ce qui équivaut à des mesures de consommation d’énergie radicalement améliorées sans sacrifier la vitesse de la broche.
Les disques durs à air normaux nécessitent un trou d’aération pour égaliser la pression, mais les disques durs à l’hélium sont scellés, ce qui vous permet de les déployer dans des environnements humides ou poussiéreux avec peu ou pas de manipulation spéciale. La résilience supplémentaire est un argument de vente important pour les centres de données refroidis à l’air libre, et la réduction des vibrations et le boîtier scellé offrent des cotes MTBF plus élevées de 2,5 millions d’heures. Les disques durs à l’hélium génèrent également moins de chaleur, ce qui réduit les besoins de refroidissement et prolonge la durée de vie du disque.
HGST et WD utilisent un procédé de soudage au laser qui scelle hermétiquement le boîtier, et Seagate utilise une technique de soudure large. Les deux techniques réduisent le besoin de fixations, ce qui contribue également au poids plus léger des disques durs à l’hélium. À première vue, le poids d’un disque dur ne semble pas être un gros problème, mais de nombreux déploiements de serveurs sont soumis à des restrictions de charge au sol, en particulier ceux des immeubles de grande hauteur ou des centres de données à plancher surélevé.
Helium résout les trois principaux problèmes du centre de données d’aujourd’hui en réduisant l’alimentation et le refroidissement, tout en maximisant l’espace en augmentant la densité. Les fournisseurs de disques durs peuvent également utiliser l’architecture à l’hélium en tandem avec toutes les autres techniques d’enregistrement qui se concrétiseront à l’avenir, telles que TDMR (utilise plusieurs têtes de lecture pour améliorer la lisibilité des pistes de données plus fines), SMR, HAMR et HDMR. La voie à suivre permettra aux entreprises de récolter les fruits de leurs dépenses de R&D pendant une période prolongée.
Et donc on teste
Toshiba reste le seul fournisseur de disques durs sans hélium, bien que la société indique que nous devrions nous attendre à ce que ses disques durs à hélium arrivent bientôt. Ainsi, nous n’avons pas de représentant Toshiba dans nos tests. Pour l’instant, nous testons les principaux disques durs à l’hélium de 10 To de HGST et Seagate, ainsi que le WD Gold de 8 To.
Examinons de plus près les disques, puis amenons-les sur le banc d’essai pour une bataille royale à l’hélium à haute capacité.
